01 - Doutorado - Física
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Item Simetrias Fractais de Subsistemas, Mistura UV/IR e Anomalias(2024-05-03) Casasola, Heitor; Bienzobas, Paula Fernanda; Hernaski, Carlos André; Pereira, Rodrigo Goncalves; Santos, Carlos Eduardo Fiore dos; Fontana, Weslei Bernardino; Gomes, Pedro Rogerio Sergi; Santos, Rodrigo Corso BaptistaNeste trabalho, estudamos fases topologicamente ordenadas anisotrópicas e não convencionais em 3d que manifestam a física fractônica do tipo II ao longo de submanifolds. Enquanto se comportam como uma ordem topológica usual ao longo de uma direção espacial preferencial, sua física ao longo de planos perpendiculares é ditada pela presença de simetrias de subsistemas fractais, restringindo completamente a mobilidade das excitações anyônicas e seus estados ligados. Consideramos uma realização explícita de modelo de rede para tais fases e estudamos suas propriedades sob condições de contorno periódicas e, posteriormente, na presença de bordas. Além disso, generalizamos nosso estudo para sistemas fractais com tamanhos Lx ? Ly. Descobrimos que para tamanhos específicos de rede, o sistema possui simetrias de linha e de membrana fractais que são mutuamente anômalas, resultando em um estado fundamental com gap de energia não trivial. Isso corresponde à quebra espontânea das simetrias fractais, implicando em uma degenerescência subextensiva do estado fundamental. Para os tamanhos restantes, as simetrias fractais são explicitamente quebradas pelas condições de contorno periódicas, o que está intrinsecamente relacionado à unicidade do estado fundamental. Apesar disso, o sistema ainda é topologicamente ordenado, uma vez que as quase-partículas criadas localmente têm estatísticas mútua não triviais e, na presença de bordas, ainda apresenta modos de borda anômalos. A forte dependência de simetrias pelo tamanho da rede é uma manifestação ímpar da mistura ultravioleta/infravermelha (UV/IR). Também elucidamos a física dessas fases em uma variedade com bordas e discutimos o anomaly inflow. Ao nos concentrarmos exclusivamente na física de borda, estabelecemos uma conexão entre esta fase e uma fase topológica protegida por simetria ou uma fase de quebra espontânea de simetria. Usando a teoria efetiva, demonstramos que simetrias mutuamente anômalas na borda não podem ser simultaneamente quebradas.Item Aplicações de teoria conforme em fases topológicas da matéria(2023-03-28) Santos, Rodrigo Corso Baptista dos; Gomes, Pedro Rogério Sérgi; Albuquerque, Rodrigo Arouca de; Hernaski, Carlos; Micklitz, Tobias; Marino, Eduardo CanteraNesta tese nós discutimos duas fases topológicas não-abelianas da matéria e como teoria de campos conforme pode ser aplicada para melhor entendê-las. Nosso primeiro tópico é um supercondutor topológico realizado por um efeito Hall quântico anômalo submetido à um potencial de formação de pares. Para este modelo, primeiro nós prevemos a existência de excitações não massivas por meio de um argumento simples de fios quânticos. Apesar da perturbação não-relativística, a contribuição dominante na ação efetiva é a soma de termos de Chern-Simons relativísticos. Feito isto, nós deduzimos a teoria efetiva de borda usando a equivalência entre o Chern-Simons e sua teoria conforme induzida na borda. Além disso, nós discutimos o líquido de spins (2 + 1)-dimensional usando o formalismo de fios quânticos. Para isto, nós usamos bosonização não-Abeliana para obter uma ação efetiva de baixas energias escrita a partir de termos deWess-Zumino-Witten, a partir do qual nós discutimos a estrutura de pontos fixos da teoria. Por fim, nós calculamos a contribuição a um loop na função C e comparamos com a carga central nos pontos fixosItem Influência dos parâmetros de deposição de RF Magnetron Sputtering na otimização das propriedades físico-químicas de filmes finos de óxido litiado ternário depositado sobre substrato flexível de KAPTON(2023-04-24) Sanchez Lopez, Daniel Andres; Urbano, Alexandre; Vicentin, Bruno Luiz Santana; Berton, Marcos Antonio Coelho; Avellaneda, César Antonio Oropesa; Garcia, Jarem RaulAs baterias recarregáveis de íon lítio estão presentes nos mais diversos equipamentos elétricos e eletrônicos, impulsionadas pela sua alta densidade de energia em pequenos volumes e pesos. A eletrônica flexível tem crescido na esteira de outras tecnologias como dispositivos implantáveis e tecnologia das coisas, e as baterias de íon lítio podem ocupar também essa lacuna como fonte de energia. Os métodos de produção de baterias de íon lítio convencionais utilizam-se de sistemas rígidos, além de conterem eletrólitos líquidos que diminuem a segurança dos dispositivos. Uma alternativa na produção de baterias de íon lítio é a confecção de eletrodos de filmes finos por técnicas físicas como o sputtering. Dentre as vantagens desse processo destaca-se ser desnecessário a adição de ligantes e condutores eletrônicos que promovem diminuição na energia específica da bateria. Com o objetivo de produzir filmes finos de óxido de metal de transição litiado ternário (Ni, Mn e Co), foram investigadas neste trabalho formas de se produzir essas películas que otimizem a sua capacidade de descarga eletroquímica sem, contudo, necessitar de tratamentos térmicos, tanto in situ como a posteriori, o que possibilita o emprego de substratos flexíveis. Os filmes foram investigados segundo um planejamento fatorial de experimentos com 4 variáveis (potência, pressão, espessura e porcentagem de O2) em dois níveis mais ponto central. Diversas técnicas foram empregadas para caracterizar as propriedades físicas e químicas, com destaque para avaliação eletroquímica de desempenho da capacidade de descarga elétrica. Os resultados do planejamento indicaram as melhores condições de deposição e a amostra otimizada apresentou uma capacidade de descarga de 212 mAhg-1, 50% maior do que os eletrodos convencionais. Com esse trabalho mostra-se ser possível obter filmes com alta capacidade sem necessidade de tratamentos térmicos, o que pode contribuir para o futuro desenvolvimento da eletrônica flexível beneficiando a humanidade com dispositivos eletrônicos voltados para saúde e bem estar socialItem Dispositivo sináptico baseado nas propriedades optoeletrônicas de transistores de filmes fino de óxido de zinco(2023-07-28) Nobre, José Henrique Ferreira; Laureto, Edson; Melquíades, Fabio Luiz; Lourenço, Sidney Alves; Alves, Neri; Nogueira, Gabriel LeonardoSinapses optoeletrônicas podem ser geradas com dispositivos que utilizam radiação eletromagnética para emular a plasticidade sináptica e suas funções relacionadas. Tais dispositivos são considerados elementos chave para a implementação de sistemas de computação neuromórfica, ou seja, baseados no funcionamento do cérebro, com propriedades de sensoriamento, memória e aprendizagem. Neste trabalho é demonstrado um dispositivo optoeletrônico com propriedades sinápticas baseado na configuração de transistor de filme fino (TFT), tendo como canal semicondutor um filme de óxido de zinco (ZnO) depositado por RF magnetron sputtering. As propriedades sinápticas tiram vantagem do fenômeno de fotocondutividade persistente (PPC) apresentado pelo filme de ZnO. Esse efeito afeta o comportamento da intensidade de corrente elétrica medida entre os eletrodos de dreno e fonte (????), para uma determinada diferença de potencial aplicada ao eletrodo de porta (gate, ????), mediante a incidência de luz no canal. Com isso, as funções sinápticas de sensoriamento, memória de curto e de longo prazo, aprendizagem e reaprendizagem, e facilitação por pulso emparelhado, são verificadas no TFT de ZnO. Realizamos a comparação de dispositivos antes e depois de tratamento térmico, apresentando diferentes melhorias com doses menores de exposição à luz para os dispositivos tratados termicamente. As variações em ???? causadas pela iluminação com radiação ultravioleta (UV) chegam a ser da ordem de 108 A, o que demonstra a alta sensibilidade do dispositivo, sendo um aspecto crucial para sua eficácia quanto ao reconhecimento e discriminação do estímulo luminoso. Embora o transistor não seja o dispositivo de estrutura mais simples, apresentamos as vantagens e desvantagens da utilização do mesmo como um dispositivo sinápticoItem Síntese e caraterização físico-química de compósitos baseados em polianilina/magnetita: uma aplicação à adsorção do corante azul de metileno em solução aquosa(2023-04-06) Buelvas, Daina Dayana Arenas; Di Mauro, Eduardo; Dall’Antonia, Luiz Henrique; Piccinato, Marilene Turini; Laureto, Edson; Vignoto, Ricardo; Rinaldi, Andrelson Wellington; Vicentin, Bruno Luiz SantanaOs grandes avanços na indústria têxtil têm causado sérios problemas ambientais, uma vez que estas indústrias utilizam corantes sintéticos em seus produtos e, como resultado, geram uma quantidade considerável de efluentes contaminados causando poluição das águas. Portanto, o tratamento de águas residuais contendo tais corantes tornou-se uma preocupação ambiental significativa. Este estudo teve como objetivo obter um compósito (CP) reutilizável à base de polímero condutor para remoção do corante azul de metileno (AM) em solução aquosa. Para isso, CPs com diferentes proporções molares de anilina:Fe3O4 (10:1 e 50:1) foram sintetizados, caracterizados e utilizados como adsorventes no estudo de adsorção do AM. A metodologia de superfície de resposta (MRS) associada a um planejamento composto central (CCD), foi aplicado para otimizar os parâmetros operacionais (pH, temperatura e concentração de adsorvente) e construir um modelo empírico capaz de prever a porcentagem de remoção do AM. Os resultados das isotermas e modelos cinéticos de adsorção foram ajustados pelos modelos de Langmuir, Freundlich, pseudoprimeira-ordem (PPO), pseudosegunda-ordem (PSO) e difusão intrapartícula (IPD). Além disso, foram calculados os parâmetros termodinâmicos (?G, ?H, ?S) para determinar o valor energético e a natureza envolvida no processo de adsorção. A caraterização físico-química (FTIR, DRX, MEV, DLS, fisissorção do N2 a 77K, Magnetometría e potencial Zeta) confirmou a formação das estruturas desejadas. O CP 50:1 apresentou melhor desempenho na remoção do AM. O pH e sua interação com a temperatura e concentração do adsorvente foram significativos. A isoterma de Langmuir e o modelo cinético PSO se ajustaram bem aos dados de adsorção. A capacidade máxima de adsorção foi de 61,51 mg g-1 em 30 min. O IPD revelou que a difusão intrapartícula está envolvida no processo de adsorção, mas não é o único mecanismo limitante na adsorção. A incorporação de Fe3O4 na matriz da PANI melhorou a eficiência de adsorção do CP 50:1 aumentando sua área específica e diâmetro médio de poros. Além disso, o modelo estatístico proposto a partir da optimização do sistema mostrou-se eficiente (R2 = 0,9956) para determinar a porcentagem de remoção do AM de uma solução aquosa. Os valores calculados de ?Gº negativo e ?Hº positivo sugeriram a natureza espontânea e endotérmica do processo de adsorção. A adsorção do AM pelo material é de natureza física. Consequentemente, CPs baseados em PANI/Fe3O4 podem ser usados pelo menos três vezes, mantendo seu desempenho absortivo acima de 70%. Além disso, a recuperação do material pode ser facilmente realizada com auxílio de um imã, seguido de tratamento químico com ácido (HCl – 0,1 mol L-1)Item Multi-technique analysis to estimate the maximum temperature reached in a burned Red-Yellow Latosol in the Southern Amazon(2022-07-05) Rocha, Débora Rodrigues; Melquiades, Fábio Luiz; Costa, Antônio Carlos Saraiva da; Vendrame, Pedro Rodolfo Siqueira; Andrello, Avacir Casanova; Appoloni, Carlos Roberto; Thomaz, Edivaldo LopesConhecer a temperatura máxima atingida no solo durante uma queimada é importante para avaliar a intensidade da queima. A conversão de florestas é um processo contínuo nos ecossistemas da Amazônia, sendo de grande importância prever os efeitos do fogo nas propriedades do solo e evitar danos aos sistemas ambientais. Métodos espectroscópicos combinados com análise multivariada podem fornecer informações químicas e mineralógicas importantes sobre o solo. Este estudo teve como objetivo prever a temperatura máxima atingida em um Latossolo Vermelho-Amarelo de uma região amazônica no Brasil. Foram investigadas amostras de roça de toco e de pastagens coletadas após eventos de incêndio, e amostras de solo não queimado submetidas ao aquecimento de mufla (150 a 800°C). A fluorescência de raios X por dispersão de energia (EDXRF) foi empregada para adquirir dados químicos. O procedimento experimental é rápido, requer preparação mínima da amostra e nenhum reagente químico. A concentração dos elementos e os dados espectrais foram analisados utilizando Análise de Componentes Principais (PCA) e regressão por Mínimos Quadrado Parciais (PLS). Além da EDXRF, foram realizadas análises com outras técnicas: análise térmica, tabela de cores Munsell, susceptibilidade magnética, difração de raios X (XRD) e espectroscopia no visível e no infravermelho próximo (Vis-NIR). A PCA realizada com as concentrações elementares da EDXRF apresentou uma tendência de agrupamento das amostras por seus locais de coleta. Os grupos formados de acordo com a temperatura não foram tão expressivos quanto os formados pelos locais de coleta. Modelos PLS com dados espectrais de EDXRF foram utilizados para prever a temperatura máxima atingida em amostras de solo. As temperaturas estimadas variaram de 325 a 608°C, faixa de temperatura relatada na literatura. A análise térmica indicou as principais transformações nos solos estudados (decomposição da matéria orgânica, desidroxilação da gibbsita, goethita e caulinita). Todas as amostras apresentaram comportamento semelhante. As cores Munsell concordaram com os resultados da análise térmica. Em geral, os valores de susceptibilidade magnética encontrados foram baixos, indicando um pequeno teor de minerais magnéticos (maghemita) nos solos. As análises por XRD e Vis-NIR indicaram os minerais presentes nos solos. A PCA desenvolvida com as intensidades dos picos dos minerais indicou que o local de coleta e a temperatura de aquecimento desempenham um papel importante na caracterização do solo, pois as componentes principais agruparam as amostras de acordo com tais características das amostras. Considerando as vantagens e resultados instrumentais, o emprego de técnicas espectroscópicas como a EDXRF, aliadas à análise multivariada, tem se mostrado uma tecnologia alternativa viável para avaliar os efeitos do fogo no solo.Item Crescimento direto de nanoestruturas de MoS2 em substratos de papel utilizando a síntese hidrotermal por microondas: ajuste de propriedades e produção de sensores de baixo custo.(2021-07-23) Cordeiro, Neusmar Junior Artico; Lourenço, Sidney Alves; Martins, Rodrigo Ferrão Paiva; Gomes, Daniela da Silva Nunes; Cava, Carlos Eduardo; Silva, Marco Aurélio Toledo da; Urbano, Alexandre; Laureto, EdsonOs recentes avanços obtidos na produção e desenvolvimento de dicalcogenetos de metal de transição bi-dimensionais (2D TMDs) permitem a aplicação destes materiais, que possuem uma estrutura similar ao grafeno, em uma vasta quantidade de dispositivos, compondo promissoras tecnologias para aplicações optoeletrônicas. Neste trabalho, nanoestruturas de dissulfeto de molibdênio (MoS2) foram crescidas diretamente em substratos de papel através da síntese hidrotermal assistida por micro-ondas. Técnicas de caracterização morfológica, estrutural e óptica – como microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) e espectroscopia Raman – foram utilizadas para analisar as amostras sintetizadas. A variação dos parâmetros de síntese, como o tempo e a temperatura, permitiram a manipulação destas nanoestruturas durante o processo de crescimento, com a produção das fases metálica (1T) e semicondutora (2H). Utilizando este método de síntese, nanoestruturas bi-dimensionais de MoS2 foram diretamente crescidas sobre substratos de papel. Os resultados de fotocondutividade motraram que os fotodetectores interdigitais de MoS2, sintetizados à 200 °C durante 120 minutos, podem apresentar Resposta de 290 mA/W com Detectividade de 1,8 x 109 Jones e 37 % de eficiência quântica externa. As nanoestruturas de MoS2 foram utilizadas como camada ativa na produção de fotodetectores de infra-vermeho próximo de baixo-custo, onde as melhorias e adaptações desse método de síntese permitem futuras aplicações diversas, como sensores de luz e umidade descartáveis, tecnologia de sensores em embalages, RFIDs, dentre outras.Item Aplicação de materiais com luminescência deslocada para menores energias em dispositivos fotovoltaicos orgânicos de P3HT: PCBMFernandes, Ricardo Vignoto; Laureto, Edson [Orientador]; Duarte, José Leonil; Silva, Marco Aurélio Toledo da; Lourenço, Sidney Alves; Olivati, Clarissa de AlmeidaResumo: Nas últimas décadas houve um grande aumento na pesquisa em dispositivos fotovoltaicos orgânicos, principalmente por proporcionarem uma alternativa de baixo custo para geração de energia elétrica Entretanto, ao comparar células solares orgânicas com as inorgânicas mais tradicionais, é visto que a eficiência e a durabilidade ainda deixam a desejar O objetivo desta tese é utilizar uma camada que contenha materiais luminescentes para aumentar a eficiência e a durabilidade de dispositivos fotovoltaicos orgânicos, através de um processo puramente óptico baseado no efeito de deslocamento da fotoluminescência (PL) para menores energias – do inglês luminescence down-shifting effect (LDS) Os materiais luminescentes, tanto individualmente quanto misturados, foram dispersos em uma matriz polimérica de PMMA, a qual é opticamente inerte para comprimentos de onda maiores que 3 nm A escolha dos materiais foi baseada na posição de seus espectros de absorbância e de PL, considerando a curva de eficiência quântica externa (EQE) do dispositivo Em um primeiro momento, o uso de camadas contendo misturas de materiais luminescentes levaram a um aumento relativo de aproximadamente 6% no tempo de vida da célula fotovoltaica, sem no entanto produzir um aumento significativo na eficiência da mesma Foi então realizado um trabalho experimental de variação dos parâmetros de produção das camadas luminescentes, no sentido de aprimorar suas propriedades ópticas visando ao aumento da eficiência dos dispositivos Com isso, foi possível obter uma camada que proporcionou um aumento relativo de 2% na densidade de corrente de curto circuito produzida pela célula, um resultado bastante satisfatório quando comparado com trabalhos anterioresItem Molecular mobility of crude oils via electron paramagnetic resonance of organic free radicalsKhan, Alamzeb; Di Mauro, Eduardo [Orientador]; Piccinato, Marilene Turini; Salviato, Aroldo; Vicentin, Bruno Luiz Santana; Valezi, Daniel FarinhaItem O escalar de curvatura de Ricci e a energia elástica livre de uma amostra nemáticaBertolino, Willyan Henrique Pontim; Simões Filho, Manuel [Orientador]; Pazetti, Márcio; Domiciano, Sandra Mara; Braga, Wladimir Sérgio; Ferreira, Marcello CostaResumo: A descrição da elasticidade dos cristais líquidos nemáticos uniaxiais pela teoria do contínuo é feita pela energia livre de Frank Nesta tese será mostrado que alguns de seus termos podem ser determinados pelo escalar de curvatura de Ricci associada à variedade diferencial determinada pelo campo diretor da amostra O resultado foi obtido partindo de um modelo geométrico onde uma métrica foi construída para descrever a anisotropia observada nas medidas físicas e, a partir dessa métrica, obtém-se o tensor de curvatura e o escalar de curvatura de Ricci, R Através de uma comparação de R com a energia livre de Frank, a energia elástica livre será expressa em duas partes, uma contendo os termos de twist, saddle-splay e splay-bend, que podem ser expressados em termos de R e outra contendo os termos de splay e bend que não estão contidos em R Será mostrado também que os termos de splay e bend não aparecem em R porque suas geometrias são intrinsecamente planas, ou seja, de curvatura nulaItem Estudo das propriedades ópticas e eletrônicas de novas blendas poliméricas e híbridas para confecção de WOLEDsRenzi, Wesley; Duarte, José Leonil [Orientador]; Faria, Roberto Mendonça; Silva, Marco Aurélio Toledo da; Laureto, Edson; Santana, Henrique deResumo: Os dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs) tem atraído cada vez mais a atenção tanto da comunidade científica quanto da indústria, nos últimos anos A proposta de se criar um dispositivo flexível, de alta eficiência e baixo custo de produção, instigou um aumento nas pesquisas por novos materiais e misturas (blendas) para confecção de OLEDs, em particular, os que apresentam emissão branca (WOLEDs) Nesta tese estudamos as propriedades ópticas e eletrônicas de diferentes blendas e, posteriormente, confeccionamos OLEDs a partir das mesmas, visando a obtenção de emissão branca Para tal, os resultados obtidos nesta tese são apresentados em três seções: caracterização dos compostos e das blendas de PFO e P3OT, e das blendas híbridas de PFO:CdSe(ZnS):P3OT, e confecção de dispositivos com estas blendas; caracterização dos compostos, blendas binárias e ternárias envolvendo PDHF, LaPPS 4 e Ir(MDQ)2(acac), e confecção de dispositivos a partir das blendas ternárias; caracterização óptica e estrutural do copolímero TFB por meio de simulações computacionais (DFT) e experimentação, comparando a qualidade dos resultados obtidos nas simulações Ao estudar as blendas de PFO:P3OT, nos deparamos com uma emissão intermediária (verde), extrínseca à emissão obtida dos filmes separados de PFO (azul) e P3OT (vermelha) Esta emissão inesperada fez com que as blendas de PFO:P3OT apresentassem emissão ao longo de todo o espectro visível, nos instigando a confeccionar OLEDs que pudessem apresentar emissão branca Buscando explicar a origem da emissão intermediária, e assim controlar sua emissão, realizamos um estudo aprofundado sobre estas blendas, caracterizando sua absorção, fotoluminescência, tempo de decaimento de emissão, microscopia confocal, dentre outras técnicas Posterior à caracterização óptica, confeccionamos dispositivos de PFO:P3OT cuja emissão branca não foi satisfatória devido à falta de uma emissão verde mais acentuada Para contornar esta ausência foram então confeccionados novos dispositivos, agora com a blenda híbrida de PFO:CdSe(ZnS):P3OT, utilizando os pontos quânticos de CdSe(ZnS) com emissão na região do verde, possibilitando chegar a dispositivos com emissão branca estável e que operam em baixas potências O próximo conjunto de materiais estudado era constituído pelos polímeros PDHF e LaPPS 4, e uma pequena molécula de Ir(MDQ)2(acac) Realizamos as caracterizações ópticas dos materiais e investigamos a transferência de energia entre cada blenda binária Após aprender mais sobre os mecanismos de transferência de energia envolvidos, confeccionamos OLEDs de blendas ternárias de PDHF:LaPPS 4:Ir(MDQ)2(acac), com emissão branca Por fim, visto a grande aplicabilidade do copolímero TFB na confecção dos dispositivos e a pequena quantidade de trabalhos que versam sobre sua caracterização óptica, optamos por estudá-lo mediante diferentes técnicas experimentais, e ainda, utilizar os métodos computacionais como ferramenta auxiliar na caracterização de suas propriedades Com essa finalidade, realizamos simulações de DFT para determinar as propriedades vibracionais do TFB sendo seus resultados utilizados na reconstrução do espectro de emissão do composto Os resultados obtidos via DFT e experimentalmente foram comparados de forma a demonstrar a qualidade dos métodos computacionais Os objetivos foram cumpridos, e os resultados alcançados se mostraram promissores e pertinentes para aplicações em larga escalaItem Estudo de propriedades estruturais, morfológicas e magnéticas de a-FeOOHValezi, Daniel Farinha; Di Mauro, Eduardo [Orientador]; Paesano Junior, Andréa; Melo, Maurício A. Custódio de; Pöttker, Walmir Eno; Urbano, Alexandre; Piccinato, Marilene Turini [Coorientadora]Resumo: A presente tese mostra o estudo de propriedades magnéticas, mais especi?camente a presença de componente magnética e ?utuações magnéticas, de um material antiferromagnético (AFM), a-FeOOH (goethita), relacionando tais efeitos com características estruturais do material Foram estudadas diferentes amostras de goethita, antes e após tratamento térmico As amostras foram sintetizadas de formas distintas, de modo a gerar compostos com diferentes graus de concentração de defeitos e imperfeições na estrutura Os resultados de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) mostraram que, a amostra que foi sintetizada de forma mais suscetível à presença de defeitos e imperfeições (amostra GC), apresentou uma área sob o sinal de RPE aproximadamente 2 vezes maior, em relação à amostra preparada visando uma menor incidência de defeitos (amostra GD) As análises dos resultados de Magnetometria mostraram a presença de uma componente magnética nas curvas de MxH em baixas temperaturas da amostra GC, além de ?utuações magnéticas nas curvas MxT Os experimentos com as amostras tratadas termicamente, a 15oC por um e sete dias, mostraram uma diminuição na quantidade de spins que contribuem para o sinal de RPE, diminuição das ?utuações magnéticas observados nas curvas MxT, e aumento de cristalinidade do material conforme observado pelos resultados de Espectroscopia Mössbauer Diferentes modelos propostos na literatura foram relacionados e comparados às análises do presente trabalho Levando em conta os resultados citados, além de resultados de Termogravimetria (TG), Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e de Transmissão (MET), foi mostrado que, para o caso das amostras estudadas, os modelos mais adequados para descrever o comportamento do material são os modelos do Superferromagnetismo e o modelo de Ordenamento de Clusters Dessa forma, os resultados citados de RPE e Magnetometria, foram atribuídos à descasamentos magnéticos ocorridos na estrutura AFM, que são muito mais presentes na amostra GC Os resultados das amostras tratadas foram relacionados a um aumento da interação de Exchange entre grãos, que formam as partículas, o que diminui assim a quantidade de spins descasados e privilegia o arranjo AntiferromagnéticoItem Influência da ciclagem eletroquímica nas propriedades eletrocrômicas de eletrodos de filmes finos de óxido de titânio amorfoAmorin, Larissa da Silva Martins; Urbano, Alexandre [Orientador]; Cruz, Térsio Guilherme de Souza; Silva, Marco Aurélio Toledo da; Dall'Antonia, Luiz Henrique; Scarminio, JairResumo: Neste trabalho foram depositados filmes finos de óxido de titânio pela técnica DC reactive magnetron sputtering sob várias pressões parciais de oxigênio (PO2), entre e 6 x 1-4 mbar, buscando avaliar a composição elementar, propriedades ópticas e comportamento eletroquímico, antes e após intervalos de ciclagem As amostras obtidas foram submetidas às caracterizações pelas técnicas de IBA, FTIR, DRX, espectroscopia óptica em UV-vis e ensaios opto-eletroquímicos, tais como: voltametria cíclica, cronopotenciometria-cronoamperometria em 632,8 nm, espectroeletroquímica, GITT e ciclagem eletroquímica Para cada intervalo de 25 ciclos foram refeitos os ensaios opto-eletroquímicos, exceto GITT Os resultados de IBA mostraram que as amostras são formadas basicamente de átomos de titânio e oxigênio, apresentando hidrogênio e carbono Esses elementos também foram caracterizados por FTIR, mostrando estiramentos O-H e C-H A partir desses resultados foi construído um modelo para se estimar a estequiometria dos filmes Assim, foi possível concluir que a quantidade absoluta de hidrogênio está diretamente relacionada à pressão parcial de oxigênio Desse modo, o aumento de PO2 conduz a formação de um filme de óxido de titânio com uma estequiometria em torno de TiO2 Os difratogramas de raios X mostraram que os filmes são amorfos Um único pico foi observado para as amostras depositadas com PO2 de e 1 x 1-4 mbar, referentes ao TiO,5 e TiO1,5, condizente com o modelo proposto Na caracterização óptica observou-se que as amostras apresentaram-se opacas quando depositadas com PO2 de a 2 x 1-4 mbar, enquanto que as amostras depositadas entre 3 e 6 x 1-4 mbar mostraram ser transparentes O aspecto opaco das amostras depositadas com baixa PO2 se deve à grande quantidade de hidrogênio na sua estrutura Para as amostras transparentes o índice de refração foi de aproximadamente 2,2 e a energia de gap variou em torno de 3 eV O coeficiente de difusão das amostras apresentaram valores condizentes com os encontrados na literatura Com os resultados obtidos antes e após os experimentos da ciclagem percebeu-se que os filmes apresentaram propriedades eletrocrômicas satisfatórias, mostrando que mesmo após 1 ciclos, a eficiência eletrocrômica possui valores próximos da literatura De modo geral, o filme depositado em 4 x 1-4 mbar foi o que apresentou maior contraste óptico e a maior capacidade de carga Observou-se, ainda, que o desempenho opto-eletroquímico dos filmes não mantém um padrão no decorrer da ciclagem eletroquímica, possivelmente devido ao fato do filme ser amorfo e possibilitar uma alteração na sua estrutura e na disponibilidade de sítios e/ou caminho de difusão de íons de lítioItem A inflação do gás de Chaplygin generalizado com viscosidadeSilva, Luis Gustavo Tomaz; Pereira, Thiago dos Santos [Orientador]; Bienzobaz, Paula Fernanda; Martins, Christiane Frigerio; Gonçalves, Antônio Edson; Baldiotti, Mário César; Elizalde, Emilio [Coorientador]Resumo: A proposta do trabalho é analisar um modelo geral de um fluido imperfeito para reproduzir a aceleração cósmica observada atualmente O modelo de um fluido do tipo gás de Chaplygin generalizado com viscosidade foi estudado Os parâmetros do modelo inflacionário foram ajustados a fim de reproduzir os dados mais recentes da sonda Planck A influência do termo de gás de Chaplygin no modelo é discutida As condições de rolagem lenta e o teste para a saída do estágio inflacionário do universo foram aplicados para determinar os intervalos admissíveis dos parâmetros do fluidoItem Análise por TXRF de suco de laranja in natura e pasteurizadoMilani, Thiago Elias; Andrello, Avacir Casanova [Orientador]; Appoloni, Carlos Roberto; Marques, Leonardo Carmezini; Melquiades, Fábio Luiz; Lopes, FábioResumo: O presente trabalho desenvolvido no LFNA (Laboratório de Física Nuclear Aplicada), da Universidade Estadual de Londrina, trata da aplicação da técnica de fluorescência de raios X por reflexão total em amostras de suco de laranja in natura e pasteurizado, além de defensivos agrícolas, a fim de caracterizá-los quanto à concentração elementar O sistema utilizado para as análises de TXRF foi o S2 Picofox da Bruker SA Ele é composto por um espectrômetro e um notebook Para a primeira etapa, foram analisadas amostras de suco de laranja in natura provenientes das áreas comerciais e rurais da cidade de Itápolis-SP e Londrina-PR, sucos pasteurizados de três marcas comerciais diferentes e quatro defensivos agrícolas Na segunda etapa de medidas foram analisadas 1 amostras de suco de laranja da zona rural da cidade de Itápolis, 4 amostras de suco de laranja in natura fornecidas por uma indústria de sucos pasteurizados, 4 amostras de suco pasteurizados fornecido por essa mesma empresa, 6 amostras de sumo da casca de laranjas coletadas na zona rural de Itápolis e o defensivo propargito diluído em água deionizada Não é possível afirmar, levando-se em conta o limite de detecção do equipamento utilizado, que os elementos micro-contaminantes presentes nas amostras de suco de laranja analisadas são provenientes de defensivos agrícolas O elemento chumbo foi detectado nas amostras de laranja in natura provenientes da zona rural de Londrina, mesmo estas não sendo cultivadas com o auxílio de defensivos O que evidencia uma possível contaminação do solo Foi detectada a presença de alumínio nas amostras de suco de laranja pasteurizado, o que caracteriza a influência da embalagem de armazenamento na composição elementar do produto A concentração elementar das amostras coletadas na indústria de sucos anteriormente e posteriormente ao processo de pasteurização estão em concordânciaItem Universalidade da fase esméticaAmaral, Ricardo Alexandre; Simões Filho, Manuel [Orientador]; Yamaguti, Kleber Eiti; Kimura, Newller Marcelo; Pazetti, Márcio; Braga, Wladimir SérgioResumo: Ao longo dos últimos anos uma grande quantidade dados experimentais de diferentes fontes vem sido reunidos e analisados para mostrar que as curvas de parâmetro de ordem dos nemáticos podem ser essencialmente reduzidas a uma única e universal curva de estados correspondentes Dados experimentais relacionados a um grande conjunto de compostos nemáticos tem sido linearmente reescalados e apontam que todas elas coalescem em uma curva única O fato inovador acerca dos cristais líquidos nemáticos é que o comportamento universal não é restrito na vizinhança de um ponto crítico, como tipicamente esperado para um fenômeno crítico, mas abrange todo o domínio da fase nemática, isto é da temperatura da transição nemático cristalino até a nemático isotrópico O objetivo desta tese é estudar os fundamentos da mecânica estatística relacionados a este comportamento universal e mostrar que esta propriedade é uma consequência da parte angular do potencial de interação entre duas partículas que integram um material líquido cristalino Iremos demonstrar que o comportamento apresentado exibe evidências que também podem ser encontradas na fase esmética-AItem Determinação da composição química de materiais através de imagens microtomográficasJussiani, Eduardo Inocente; Appoloni, Carlos Roberto [Orientador]; Nogueira, Liebert Parreiras; Rizzutto, Márcia de Almeida; Melquiades, Fábio Luiz; Andrello, Avacir Casanova; Reis, Paulo José dos [Coorientador]Resumo: A microtomografia de raios X é uma metodologia que, através de imagens digitais, permite uma visualização 3D da estrutura interna de amostras Recentemente, diferentes métodos na tentativa de se determinar a composição química de materiais têm sido realizados Neste trabalho propomos um novo método experimental para a determinação da composição química de amostras, usando, para isso, amostras de composição conhecida Esse método relaciona o tom de cinza médio, obtido nas imagens microtomográficas, com a densidade e número atômico efetivo do material Dois conjuntos de amostras-padrões foram usadas para testar o modelo usando dois microtomógrafos SkyScan-Bruker, modelos 1172 e 1173 Testes variando os parâmetros de aquisição e reconstruções foram realizadas e não houve mudanças significativas nos resultados, mostrando, assim, a robustez do método Um conjunto de amostras de rochas e outro contendo nylon, grafite, carbonato de cálcio (CaCO3) e alumínio foram testadas e os resultados experimentais, obtidos pelo método, foram coerentes com os valores teóricos Também foram testadas amostras de interesses na área da petrografia, como halita, gipsita, goethita e hematita Para esses casos, os resultados obtidos pelo modelo concordaram com os valores teóricos para amostras em póItem Estudo do processo de polimerização de materiais resinosos odontológicos com ressonância magnéticaVicentin, Bruno Luiz Santana; Di Mauro, Eduardo [Orientador]; Fontes, Adriana da Silva; Contreras, Edwin Fernando Ruiz; Grama Hoeppner, Márcio; Piccinato, Marilene TuriniResumo: Investigamos o processo de polimerização de materiais resinosos utilizados na restauração odontológica, assim como a influência de um pino de fibra de vidro translúcido no grau de polimerização em diferentes profundidades da restauração Espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e simulações computacionais de espectros em bandas-X, -Q e -W permitiram identificar os radicais livres responsáveis pela reação de polimerização da resina fotopolimerizável Z1 (3M ESPE, Campinas, SP, Brasil) e do cimento resinoso dual AllCem (FGM, Joinville, SC, Brasil), revelando que embora os iniciadores e aceleradores são distintos, os radicais livres de propagação são os mesmos A técnica de RPE associada à Exploração de Superfícies por Ressonância Magnética Nuclear (NMR-MOUSE) permitiu determinar um modelo para o processo de polimerização do cimento resinoso dual levando em conta os dois protocolos de iniciação do cimento: fotopolimerização e autopolimerização Notadamente existe diferença no tempo de iniciação e tempo necessário para conversão total de monômeros em polímeros entre os protocolos, assim como dependência da taxa de conversão com a profundidade na amostra para o caso de fotopolimerização Para ambos os casos foi determinada a cinética da reação de polimerização por adição de radicais livres A influência do pino de fibra de vidro translúcido WhitePost DC (FGM, Joinville, SC, Brasil) na polimerização de um cimento resinoso dual foi estudada avaliando a concentração de radicais livres por RPE em diferentes profundidades de amostras de pino cimentado em um conduto simulado Os resultados mostram que o pino tem real influência apenas nos primeiros 8 mm de profundidade da restauração, não sendo capaz de fotopolimerizar pontos mais profundos da restauração Mostra-se que a configuração cilíndrica é capaz de aumentar o grau de conversão em profundidades maiores que a configuração cônicaItem Análise de cerâmicas de quatro sítios arqueológicos (MA e SP) por seis métodos analíticos atômicos, moleculares e nuclearIkeoka, Renato Akio; Appoloni, Carlos Roberto [Orientador]; Added, Nemitala; Parreira, Paulo Sérgio; Andrello, Avacir Casanova; Lopes, FábioResumo: O estudo do patrimônio cultural de povos antigos é essencial para a construção da memória de qualquer sociedade Esse conhecimento pode ser adquirido por pesquisas arqueológicas Dentre esses materiais, as cerâmicas são destacadas como objetos de alto valor arqueológico, porque são extremamente resistentes às condições climáticas e ambientais Este trabalho trata da análise arqueométrica de fragmentos cerâmicos oriundos de escavações arqueológicas realizadas nos Sambaquis do Bacanga e Panaquatira, e Rabo de Porco localizado no Maranhão, e Água Limpa localizado em São Paulo Os fragmentos cerâmicos foram analisados utilizando as técnicas Fluorescência de Raios X por Dispersão em Energia (EDXRF), Emissão de Raios X Induzidos por Partículas (PIXE), Espectroscopia Mössbauer (EM), Difração de Raios X (XRD), Radiografia Digital (RD) e Espectroscopia Raman (ER) Os objetivos do trabalho são: verificar os elementos químicos que compõem a pasta cerâmica dos fragmentos; utilizar a análise de estatística multivariada para verificar a similaridade entre os fragmentos de mesma estratigrafia e de estratigrafias diferentes através de sua composição química elementar; caracterizar a composição mineralógica da pasta cerâmica dos fragmentos; concluir sobre a temperatura e atmosfera de queima; e estrutura interna dos fragmentos cerâmicos Através das análises por espectroscopia Raman, Mössbauer e DRX, determinou-se o intervalo para a temperatura de queima de 8 oC – 1 oC A presença do Fe3+ e do Fe2+, sugerem que diferentes atmosferas prevaleceram durante a queima das amostras estudadas Pelas análises por Radiografia Digital possibilitou a quantificação dos temperos dos mesmos, indicando diferenças nas técnicas de manufatura dos fragmentos dos diferentes sítios Pelas análises por PIXE, EDXRF e Estatística Multivariada, agrupou-se os fragmentos dos quatro sítios arqueológicos em três, o primeiro é composto pelas amostras dos Sambaquis do Bacanga e Panaquatira, o segundo é composto pelas amostras de Água Limpa, e o terceiro é composto pelas amostras do Rabo de Porco Indicando que cada grupo de fragmentos foi manufaturado com argila diferente, e que os fragmentos de SB e SP são provenientes de uma mesma fonte de argilaItem Invariantes geométricos da fase nemática e o cálculo da elasticidadeTovar Pabon, Davincy Andres; Simões Filho, Manuel [Orientador]; Urbano, Alexandre; Yamaguti, Kleber Eiti; Amorin, Luis Henrique Cardozo; Santos, Oscar Rodrigues dosResumo: O estudo de possíveis deformações em uma amostra de cristal líquido nos fornece informação muito atraente para a análise do mesmo Quando essa superfície da amostra é distorcida mostra que sua curvatura intrínseca R é não nula e por conseguinte seu energia livre é não nula também Os resultados obtidos pela curvatura intrínseca R nos gera soluções importantes que ajudam na interpretação da física na superfície da amostra, mas precisamos conhecer toda a informação que está contida no sistema, i, e, a contribuição da curvatura extrínseca G É proposto um modelo em onde a energia livre de Frank é calculada a parir das iterações das distorções dos parâmetros de ordem nas vizinhanças das moléculas mesógenas Para atingir o objetivo, consideramos uma função F(r, x, z), onde r é a posição da molécula mesógena em um ponto inicial no bulk, x a distância entre as moléculas e z está definida como uma contração total dos parâmetros de ordem Qij(r) com Qij(r+x), e que é independente do sistema de referência Resulta dessa análise uma discussão que coloca em evidência a interpretação geométrica dos termos elásticos k11, k22 e k33 Além disso, encontramos outro resultado interessante, que é o termo twist, cujo vínculo é associado com os tipos de curvaturas que determinam a superfície da amostra Concluindo desta forma que os termos identificados são os correspondentes à curvatura extrínseca G